四、cpu的緩存介紹

　　cpu緩存現在都分兩個級別，一及緩存稱L1 cache，二級緩存稱為L2 cache.

　　當然對于不同cpu，兩及緩存的作用是不同的。但總體來說，緩存是儲存cpu急需處理的數據的地方，當cpu要處理東西的時候，緩存中就開始儲存這些數據，由于緩存速度非常之高，所以，cpu讀取這些數據的速度就相當快。

　　由于緩存容量相當小，但是當緩存中的數據處理完了又沒有來得及重新添滿的時候，或者是緩存中的數據不是cpu馬上要處理的數據的時候，cpu就只有跳過緩存，直接村內存讀取，內存的速度要相對慢得多，所以這個時候cpu整體的速度就下降了。

　　當然，AMD和intel在緩存上的結構完全不同，這個造成了為什么intel的主流處理器的L2 cache緩存在2-4Mb，而AMD的L2 cache只有256kb-512kb.這個我們就要說到他們L1 cache的區別了。

　　intel的L1中不儲存cpu要處理的實際數據，他儲存的都是L2中數據的目錄，也就是intel的cpu要處理數據的時候先要訪問L1，為的是了解他要儲存的實際數據在L2中具體的位置。這個大大減少了cpu尋找L2數據的時間。比喻起來，intel的L2是一個倉庫，L1關于就是這個倉庫中儲存東西具體位置的目錄。

　　AMD完全不同，L1中就儲存實際數據，L2也儲存實際數據，當L1中的數據用完了的時候，或者L1不能裝的過大的數據的時候，cpu就直接處理L2中的數據。比喻起來，AMD的L1是個小倉庫，L2是個大倉庫。

　　然后是為什么他們對L2需求不同：

　　AMD的很好理解，他cpu處理數據的時候是有續處理的，先處理L1，處理完了再處理L2，數據一個接一個。

　　intel采取的是則是亂處理方式，cpu不會衣順序處理數據，而是隨即挑選數據來處理，當他隨便挑選的數據在L2中時，他就讀取L1了解數據在L2的位置，然后處理這個數據，但是當數據不在L2中時，就讀取內存。

　　這個造就了他們L2大小不同，intel的處理方式像是一個人隨機的在扔飛標，飛標落在標盤每個地方的幾率是相同的，標盤內的紅心就是L2的數據，標盤的其他地方是內存。前面說了，L2中數據是高速的，只有處理L2的，才能更快，否則要慢很多。所以，一個隨機扔飛標的人為了讓飛標落在紅心的幾率更大，最好的辦法就是加大紅心的面積，也就是L2.因此為了提高cpu的速度，intel需要很大的紅心，也就是L2.

　　AMD則不同，他是一個接一個處理的，不是隨機的扔飛標，他要考慮的只是L1和L2中單個數據的大小，因為cpu要處理的數據幾乎都在0-2Mb之間，0-128kb的占了50%，128-256kb占了25%，256-512的占了24%，大于512kb的只占了1%.因此，512kb就能滿足cpu幾乎所有的需求了，只有處理那些1%的大于512kb的數據的時候AMD才會訪問內存。因此AMD需求很小的L2.

　　五、cpu的緩存作用

　　CPU緩存（Cache Memory）是位于CPU與內存之間的臨時存儲器，它的容量比內存小的多但是交換速度卻比內存要快得多。緩存的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾，因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多，這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。在緩存中的數據是內存中的一小部分，但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的，當CPU調用大量數據時，就可避開內存直接從緩存中調用，從而加快讀取速度。

　　六、CPU的工作原理

　　總的來說，CPU從內存中一條一條地取出指令和相應的數據，按指令操作碼的規定，對數據進行運算處理，直到程序執行完畢為止。

　　上圖中我沒有畫總線，只是用邏輯方式對其進行呈現。原因早期Intel的微處理器，諸如8085，8086/8088CPU，普遍采用了地址總線和數據總線復用技術，即將部分（或全部）地址總線與數據總線共用CPU的一些引腳。例如8086外部地址總線有20根，數據總線復用了地址總線的前16根引腳。復用的數據總線和地址總線雖然可以少CPU的引腳數，但卻引入了控制邏輯及操作序列上的復雜性。所以，自80286開始，Intel的CPU才采用分開的地址總線和數據總線。

　　不管是復用還是分開，對我們理解CPU的運行原理沒啥影響，上圖沒畫總線的目的就是怕有些人太過于追求細節，一頭扎下去，浮不起來，不能從宏觀上藐視敵人。

　　總結：CPU的運行原理就是：控制單元在時序脈沖的作用下，將指令計數器里所指向的指令地址（這個地址是在內存里的）送到地址總線上去，然后CPU將這個地址里的指令讀到指令寄存器進行譯碼。對于執行指令過程中所需要用到的數據，會將數據地址也送到地址總線，然后CPU把數據讀到CPU的內部存儲單元（就是內部寄存器）暫存起來，最后命令運算單元對數據進行處理加工。周而復始，一直這樣執行下去，直到停電。